ch6脈沖波形的產(chǎn)生和整形

第六章脈沖波形的產(chǎn)生和整形6.1概述6.2施密特觸發(fā)器6.3555定時(shí)器及其應(yīng)用6.1概述脈沖信號(hào)脈沖周期脈沖幅度脈沖寬度上升時(shí)間下降時(shí)間占空比q＝TW/T6.2施密特觸發(fā)器（用門(mén)電路組成的施密特觸發(fā)器）G1，G2為CMOS反相器，門(mén)電路的閾值電壓為：VTH=1/2VDD，且R1<R2VI=0時(shí)，VO=VOL0，VI'0一、工作原理符號(hào)當(dāng)VI從0逐漸升高到使得VI’=VTH時(shí),電路發(fā)生正反饋,如圖所示:電路狀態(tài)迅速轉(zhuǎn)換為Vo=VOH

VDDVI'Vo1Vo可以求出vI上升過(guò)程中電路狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換時(shí)對(duì)應(yīng)的輸入電平VT+正向閥值電壓當(dāng)VI從VDD逐漸下降到使得VI

’=VTH時(shí),電路又發(fā)生另一個(gè)正反饋,如圖所示:電路狀態(tài)迅速轉(zhuǎn)換為Vo=VOL0VI'Vo1Vo可以求出vI下降過(guò)程中電路狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換時(shí)對(duì)應(yīng)的輸入電平VT－∵VDD＝2VTH負(fù)向閥值電壓定義回差電壓?VT=VT+—VT-電壓傳輸特性曲線(xiàn)為：VT＋VT－VT＋VT－特點(diǎn)：VT+≠VT-使輸出波形邊沿變陡。符號(hào)1.波形變換:二、施密特觸發(fā)電路的應(yīng)用將邊沿變化緩慢的周期性信號(hào)變換為邊沿很陡的矩形脈沖信號(hào)。2.脈沖整形：3.脈沖鑒幅：可在輸入的一系列幅度各異的脈沖信號(hào)中選出幅度大于某一定值的脈沖輸出。多諧振蕩器是一種自激振蕩器。在接通電源以后不需要外加觸發(fā)信號(hào)，便能自動(dòng)地產(chǎn)生矩形脈沖。由于矩形波中含有豐富的高次諧波分量，所以又把矩形波振蕩器稱(chēng)為多諧振蕩器。4用施密特觸發(fā)器構(gòu)成多諧振蕩器電容上初始電壓為零，所以輸出為高電平，并開(kāi)始經(jīng)電阻R向電容充電。當(dāng)充至vI=VT+時(shí)，輸出跳變?yōu)榈碗娖?，電容C又經(jīng)R開(kāi)始放電。6.3555定時(shí)器及其應(yīng)用

555定時(shí)器是一種將模擬電路和數(shù)字電路集成于一體的電子器件。用它可以構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器和施密特觸發(fā)器等多種電路。6.5.1555定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)及功能1.分壓器：由三個(gè)等值電阻構(gòu)成2.比較器：由電壓比較器C1和C2構(gòu)成3.基本R-S觸發(fā)器4.放電開(kāi)關(guān)管TDVR1VR2輸出端電壓控制端高電平觸發(fā)端低電平觸發(fā)端放電端復(fù)位端VCC分壓器比較器基本R-S觸發(fā)器放電管地5K5K5KTD24567831+C1+C2&1QQRDSDR<2/3UCC<1/3UCC10>2/3UCC>1/3UCC01<2/3UCC>1/3UCC11>2/3UCC<1/3UCC00RDSDV6V2比較結(jié)果RD..5K5K5KVR1VR2VCCSD562+C1+C21/3VCC2/3VCCTD輸出&1QQRDSDRDSD101011v0TD10保持導(dǎo)通截止保持001截止綜上所述，555功能表為：V6V2<2/3UCC<1/3UCC×<2/3UCC>1/3UCCv0T10保持導(dǎo)通截止保持>2/3UCC>1/3UCC0導(dǎo)通×01111>2/3UCC<1/3UCC1截止輸入輸出R6.5.2用555定時(shí)器接成的施密特觸發(fā)器TD24567831+C1+C2&1QQRDSDvIVR1VR20.01μFv0VCC<1/3VCC10111/3VCC<vI<2/3VCC11>2/3VCC保持10100從0TD24567831+C1+C2&1QQRDSDvIVR1VR20.01μFv0VCC從>2/3VCC1/3VCC<vI<2/3VCC11保持0<1/3VCC10162571843555VCCvI0.01μFv0VT=VT+-VT-=(1/3)VCC電壓傳輸特性VT+VT-

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器只有一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)。在未加觸發(fā)脈沖前，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)；在觸發(fā)脈沖作用下，電路由穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)為暫穩(wěn)定狀態(tài)，停留一段時(shí)間后，電路又自動(dòng)返回穩(wěn)定狀態(tài)。暫穩(wěn)定狀態(tài)的長(zhǎng)短，取決于電路的參數(shù)，與觸發(fā)脈沖無(wú)關(guān)。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器一般用做定時(shí)、整形及延時(shí)。6.5.3由555定時(shí)器接成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(地)5K5KT13vOuCR+VCCvi接通電源>2/3VCC01101Q=0導(dǎo)通1穩(wěn)定狀態(tài)4(復(fù)位端)QQRDSDVCC5KVR1VR286527+C2+C1(地)uCR1+VCCviVCCQQRDSD5K5K5KVR1VR2T1348(復(fù)位端)vO65271101Q=1截止暫穩(wěn)狀態(tài)0<1/3VCC001+C2+C1(地)ucR1+VCCviVCCQQRDSD5K5K5KVR1VR2T1348(復(fù)位端)vO6527>2/3UCC1010Q=1010110穩(wěn)定狀態(tài)Q=0+C2+C1+VCC48562713...0.01FuCCvivoRvituCtvOt(>1/3VCC)Q=0Q=1T導(dǎo)通，C通過(guò)T放電,uC

0接通電源RD=0SD=1保持“0”態(tài)RD=1SD=1上升到2/3UCCvituCtvOt暫穩(wěn)態(tài)tptp=RCln3=1.1RC+VCC48562713...0.01FuCCvivO2/3UCCRD=1SD=0Q=1Q=0T截止C充電RD=0SD=1Q=0Q=1因此暫穩(wěn)態(tài)的長(zhǎng)短取決于RC時(shí)間常數(shù)R單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的應(yīng)用延遲與定時(shí)例：?jiǎn)畏€(wěn)態(tài)觸發(fā)器構(gòu)成短時(shí)用照明燈48162357voviVCCSRCvitvottp若S未按下,則

vi

=1若S按下,則vi

=0vo按一下按鈕S未按0KT的線(xiàn)圈不通電KT的觸點(diǎn)斷開(kāi)燈滅1通電閉合亮燈亮的時(shí)間為：tp

=1.1RC48162357vOviVCCCSKTKTD1D2R~VCCQQRDSD..5K5K5KVR1VR2T13245678(復(fù)位端)vO6.5.3由555定時(shí)器接成的多諧振蕩器接通電源通電前uC=0011100>2/3UCCRD=1SD=0..uCR1R2.+–C充電C放電1<1/3UCC+C1+C248562713+VCCvO.uC..CR1R2T1T22/3VCC1/3VCCRD=1SD=0Q=1Q=0

T截止Q=0Q=1

T導(dǎo)通RD=0SD=1T1=(R1+R2)Cln2=0.7(R1+R2)CT2=R2Cln2=0.7R2CT=T1+T2=0.7(R1+2R2)C接通電源C充電C放電uCtOvOtO.uC.+VCC4876213